11. Органические полимерные материалы Полимеры и олигомеры

Полимеры – высокомолекулярные соединения, которые характеризуются молекулярной массой от нескольких тысяч до многих миллионов. Молекулы полимеров состоят из большого числа повторяющихся звеньев. Вследствие большой их массы полимеры приобретают некоторые специфические свойства.

Отдельную группу представляют олигомеры, которые по значению молекулярной массы занимают промежуточное положение между низкомолекулярными и высокомолекулярными соединениями.

Для получения органических полимерных материалов используют реакции полимеризации и поликонденсации.

Пример Образование: а) полиэтилена; б) полиэтиленоксида.

Решение

а) nСН₂ = СН₂ (-СН₂ -СН₂)n

этилен полиэтилен

б) nСН₂-СН₂(-СН₂-СН₂O-)n

\ / полиэтиленоксид

О

этиленоксид

Поликонденсация. Реакция синтеза полимера из соединений, имеющих две или более функциональные группы, сопровождаю­щаяся образованием низкомолекулярных продуктов (Н₂O, NH₃, HC1, СН₂О и др.) называется поликонденсацией. Поликонденсация со­единений с тремя и более функциональными группами называется трехмерной. Элементарные составы полимеров и исходных веществ не совпадают. Поликонденсация протекает по ступенчатому меха­низму, то есть может остановиться на любой стадии. Поликонденса­цию проводят либо в расплаве, либо в растворе, либо на межфазной границе.

Методом поликоненсации получают примерно четвертую часть выпускаемых полимеров.

Пример 2. Составьте схему получения а) силикона; б) демитил- силоксанового каучука.

Решение

R R R

а) Si = O n → - Si - O - S - n

R R R

CH₃ CH₃ CH₃

б) Si = 0 n → - Si - O - Si - n

CH₃ CH₃ CH₃

Контрольные вопросы

237. Что общего и чем отличаются между собой полимеры и олигомеры?

238. Какие вещества называются высокомолекулярными? Основные способы их получения.

239. Приведите схемы реакций поликонденсации и полимеризации на конкретных примерах.

240. Составьте схему получения кремнийорганических полимеров. Свойства и применение их в авиационной технике.

241. Какими способами получают натуральный и синтетический каучуки?

242. Приведите примеры получения натурального каучука и поливинилбутадиенового. Их свойства и применение в авиационной технике.

243. Каким способом получают резины? Приведите примеры. Свойства и применение в авиационной технике.

244. Составьте схему получения полиэтилена. Его свойства и применение в авиационной технике.

245. Составьте схему получения полистирола и полипропилена. Их свойства и применение в авиационной технике.

246. Напишите структурную формулу винилацетата. Приведите схему полимеризации этого соединения.

247. Какой способ получения полимеров сопровождается образованием низкомолекулярных веществ? Приведите схемы реакций на конкретных примерах.

248. Какие различия в свойствах у аморфных и кристаллических полимеров?

249. Какие полимеры могут иметь кристаллическую структуру? Степень кристалличности.

250. Какие полимеры называют эластиками? Подробный ответ.

251. Опишите явление металлического стеклования, его прменения.

252. Охарактеризуйте вязкотекучее состояние полимеров.

253. От чего зависят химические свойства полимеров? Подробный ответ.

254. Приведите схему вулканизации каучука. Получение резины, эбонита.

255. С чем связано старение полимеров? Замедление этого процесса.

256. От чего зависит механическая прочность полимеров? Способы увеличения прочности.

257. Органические диэлектрики и полупроводники, их применение.

258. Состав композиционных материалов, их свойства.

259. Что является основой композитов? Области применения полимерных композиционных материалов.

260. Какие полимеры применяют в космической технике в качестве защитных покрытий? Подробный ответ.

261. Сравните механические свойства композитов и сплавов металлов.

262. Приведите схемы получения силиконов. Их свойства и применение.

263. Почему возможно возникновение кристаллической структуры в полимерах? Преимущество этой структуры по сравнению с аморфным состоянием полимеров.

264. Основы получения резины, эбонита, их применение.

265. Физические свойства аморфных полимеров.

266. Какие полимеры в перспективе могут заменить металлы? Чем они отличаются от полимерных диэлектриков?